FR2615386A1

FR2615386A1 - TOTAL KNEE PROSTHESIS

Info

Publication number: FR2615386A1
Application number: FR8707353A
Authority: FR
Inventors: Alain Tornier
Original assignee: Tornier SAS
Current assignee: Tornier SAS
Priority date: 1987-05-21
Filing date: 1987-05-21
Publication date: 1988-11-25
Also published as: EP0294298A1; EP0294298B1; ES2022686B3; DE3863005D1

Abstract

LES DEUX CONDYLES 14, 15 SONT SEPARES PAR UNE GORGE 17 A FOND PLAT 16 ET DE SECTION CONCAVE A LAQUELLE FAIT SUITE UN TROISIEME CONDYLE CENTRAL 18 DISPOSE ENTRE LES PARTIES POSTERIEURES DESDITS CONDYLES 14, 15, LE PLATEAU TIBIAL 2 COMPORTANT ENTRE LES EMPREINTES 231, 232 UNE RAMPE 233 COMPRENANT UNE PISTE HORIZONTALE 233A SITUEE EN DESSOUS DU NIVEAU DES EMPREINTES 231, 232 ET UNE BUTEE COURBE 233B AVEC LAQUELLE LE TROISIEME CONDYLE VIENT COOPERER APRES UNE FLEXION LIBRE, AFIN D'UNE PART D'EVITER LA LUXATION POSTERIEURE DU GENOU ET D'AUTRE PART DE REPORTER EN ARRIERE LE CENTRE DE ROTATION DU GENOU.THE TWO CONDYLES 14, 15 ARE SEPARATED BY A THROAT 17 WITH A FLAT BOTTOM 16 AND OF CONCAVE SECTION TO WHICH FOLLOWS A THIRD CENTRAL CONDYLE 18 PROVIDED BETWEEN THE REAR PARTS OF THE SAID CONDYLES 14, 15, THE TIBIAL PLATE 2 BEHAVIORED BETWEEN THE IMPRESSIONS 231, 232 A RAMP 233 INCLUDING A HORIZONTAL TRACK 233A LOCATED BELOW THE LEVEL OF THE FOOTPRINTS 231, 232 AND A CURVED STOP 233B WITH WHICH THE THIRD CONDYLE COMES TO COOPERATE AFTER A FREE BEND, IN ORDER TO AVOID THE GENERATION OF LUXURY ON THE OTHER HAND, TO POST BACK THE CENTER OF ROTATION OF THE KNEE.

Description

i La présente invention est relative à des perfectionnements apportés auxi The present invention relates to improvements made to

prothèses totales du genou comportant à la manière connue une pièce fémorale et un plateau tibial. La pièce fémorale est utilisée pour remplacer une partie des condyles détruits, tandis que le plateau tibial se substitue à la partie supérieure endommagée du tibia. Il existe déjà des prothèses du genre en question qui sont tout d'abord les prothèses à glissement dans lesquelles la pièce fémorale glisse sur une zone de faible surface par rapport à l'élément tibial. Il existe aussi des prothèses à charnières ou à mouvements contrôlés, le mouvement des éléments est pré-déterminé, ce qui peut induire de fortes contraintes sur eux. Toutefois, de telles prothèses ne donnent qu'une total knee prostheses comprising in the known manner a femoral component and a tibial plateau. The femoral part is used to replace part of the destroyed condyles, while the tibial plateau replaces the damaged upper part of the tibia. There are already prostheses of the kind in question which are first of all sliding prostheses in which the femoral piece slides over an area of small area relative to the tibial element. There are also prostheses with hinges or controlled movements, the movement of the elements is pre-determined, which can induce strong constraints on them. However, such prostheses only give

mobilité moyenne au genou dans le cas de grande destruction. average knee mobility in the case of great destruction.

Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention, visent à réaliser une prothèse totale du genou n'induisant que des contraintes minimales entre ses éléments, tout en assurant une excellente mobilité du genou. L'invention vise encore à empêcher toute luxation The improvements which are the subject of the present invention aim to achieve a total knee prosthesis inducing only minimal stresses between its elements, while ensuring excellent mobility of the knee. The invention also aims to prevent any dislocation

postérieure du genou.back of the knee.

La prothèse suivant l'invention du genre comprenant une pièce fémorale pourvue de deux condyles asymétriques et un plateau tibial muni d'empreintes propres à recevoir lesdits condyles, est caractérisée en ce que ces derniers sont séparés par une gorge à fond plat et de section concave à laquelle fait suite un troisième condyle central disposé entre les parties postérieures desdits premiers condyles, le plateau tibial comportant entre ses empreintes une rampe comprenant une face horizontale située en dessous du niveau desdites empreintes et une butée courbe avec laquelle le troisième condyle vient coopérer après une flexion libre du genou afin d'une part d'éviter la luxation postérieure de celui-ci et The prosthesis according to the invention of the kind comprising a femoral piece provided with two asymmetrical condyles and a tibial plate provided with impressions suitable for receiving said condyles, is characterized in that the latter are separated by a groove with a flat bottom and of concave section which is followed by a third central condyle disposed between the posterior parts of said first condyles, the tibial plateau comprising between its imprints a ramp comprising a horizontal face located below the level of said imprints and a curved stop with which the third condyle comes to cooperate after a free flexion of the knee in order to avoid posterior dislocation of the knee

d'autre part de reporter en arrière le centre de rotation du genou. on the other hand to carry back the center of rotation of the knee.

Compte tenu de sa position en hauteur, le troisième condyle n'induit que des contraintes en avant sur le plateau tibial, ces contraintes n'étant développées qu'après une flexion libre du genou de l'ordre de . Du fait de la position basse du troisième condyle, on diminue au maximum le bras de levier créé par son action contre la butée du plateau Given its position in height, the third condyle only induces forward stresses on the tibial plateau, these stresses being developed only after free knee flexion of the order of. Due to the low position of the third condyle, the lever arm created by its action against the plate stopper is reduced as much as possible

tibial, de sorte que les contraintes transmises au tibia sont minimes. tibial, so that the stresses transmitted to the tibia are minimal.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est une vue éclatée en perspective des deux éléments d'une prothèse de genou établie conformément à l'invention, le fémur et The appended drawing, given by way of example, will allow a better understanding of the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of providing: FIG. 1 is an exploded perspective view of the two elements of a knee prosthesis established in accordance with the invention, the femur and

le tibia ayant été représentés schématiquement en traits discontinus. the tibia having been represented diagrammatically in broken lines.

Fig. 2 est une vue de la pièce fémorale suivant la flèche F Fig. 2 is a view of the femoral part according to arrow F

de fig. 1.of fig. 1.

Fig. 3 à 5 montrent diverses positions des deux éléments de la prothèse suivant l'invention, respectivement en position debout, en Fig. 3 to 5 show various positions of the two elements of the prosthesis according to the invention, respectively in a standing position, in

flexion légère et en flexion maximale du genou. slight flexion and maximum flexion of the knee.

Fig. 6 est une coupe suivant VI-VI (fig. 5). Fig. 6 is a section along VI-VI (fig. 5).

La prothèse totale du genou suivant l'invention comprend essentielle- The total knee prosthesis according to the invention essentially comprises-

ment, comme illustré en fig. 1, une pièce fémorale 1 et un plateau ment, as illustrated in fig. 1, a femoral piece 1 and a tray

tibial 2.tibial 2.

La pièce fémorale 1 comporte en section transversale la forme générale d'un U, c'est-à-dire qu'elle est formée d'une première aile antérieure 11 et d'une seconde aile postérieure 12. Les faces internes grossièrement planes de ces deux ailes sont destinées à coopérer avec des méplats 31, 32 ménagés au moyen de découpes antérieure et respectivement postérieure réalisées sur l'épiphyse du fémur 3. Le voile de liaison 13 des deux ailes 11 et 12 de la pièce fémorale 1 est généralement plat, mais il comporte toutefois en son centre une saillie transversale 131 pour des raisons qu'on expliquera mieux plus loin. Lors de la mise en place de la pièce fémorale 1 par rapport à l'épiphyse du fémur 3, ladite The femoral part 1 has in cross section the general shape of a U, that is to say that it is formed of a first anterior wing 11 and a second posterior wing 12. The roughly flat internal faces of these two wings are intended to cooperate with flats 31, 32 formed by means of anterior and respectively posterior cuts made on the epiphysis of the femur 3. The connecting veil 13 of the two wings 11 and 12 of the femoral part 1 is generally flat , but it nevertheless has in its center a transverse projection 131 for reasons which will be better explained below. When placing the femoral part 1 relative to the epiphysis of the femur 3, said

saillie s'engage dans une saignée 33 de ladite épiphyse. protrusion engages in a bleed 33 of said epiphysis.

La face externe des deux ailes et du voile tranversal de la pièce fémorale 1 comporte deux condyles latéraux asymétriques 14 et 15 à la manière des prothèses usuelles telles que celles décrites dans le The external face of the two wings and of the transverse veil of the femoral part 1 comprises two asymmetrical lateral condyles 14 and 15 in the manner of the usual prostheses such as those described in the

document français 2 136 541.French document 2,136,541.

Le plateau tibial 2 est réalisé sous la forme d'une plaque métallique 21 substantiellement plane pourvue d'une queue 22 destinée à être engagée dans une perforation 41 pratiquée dans l'extrémité supérieure tronquée 42 du tibia 4 dans laquelle il est scellé, la face inférieure de la plaque 21 venant appuyer sur ladite face 42. Le dessus de la plaque 21 reçoit une couche de matière plastique à tris faible coefficient de frottement de qualité bien connue dans la pratique et référencée de manière générale 23. La face apparente de la couche 23 est creusée de deux empreintes231, 232 avec lesquelles coopèrent à la manière usuelle les condyles 14 et 15 de la pièce fémorale 1, pour permettre une rotation The tibial plateau 2 is produced in the form of a substantially flat metal plate 21 provided with a tail 22 intended to be engaged in a perforation 41 formed in the truncated upper end 42 of the tibia 4 in which it is sealed, the face bottom of the plate 21 coming to press on said face 42. The top of the plate 21 receives a layer of plastic material with a low-friction sort of quality well known in practice and generally referenced 23. The visible face of the layer 23 is hollowed out of two imprints 231, 232 with which the condyles 14 and 15 of the femoral part 1 cooperate in the usual manner, to allow rotation

convenable du genou artificiel.suitable for the artificial knee.

Conformément à l'invention, la pièce fémorale 1 est pourvue sur sa face extérieure, au niveau de son voile et entre ses deux condyles latéraux 14 et 15, d'une facette 16 à fond plat. Ainsi, les deux condyles et celle-ci déterminent une gorge 17 à section générale concave According to the invention, the femoral part 1 is provided on its outer face, at the level of its veil and between its two lateral condyles 14 and 15, with a facet 16 with a flat bottom. Thus, the two condyles and this one determines a groove 17 of generally concave section

qui correspond à la saillie 131 du voile 13 de la pièce en question. which corresponds to the projection 131 of the web 13 of the part in question.

L'aile 12 de cette dernière est pourvue sur sa face extérieure d'un troisième condyle central 18. La couche 23 du plateau tibial 2 est munie dans sa partie médiane située entre les deux empreintes 231 et 232 d'une rampe 233 qui comporte tout d'abord une piste horizontale 233a (fig. 3) se prolongeant vers l'extrémité antérieure dudit plateau par une butée courbe 233b qui se - 10 dresse à l'opposé du tibia 4. Cette piste se trouve à un niveau inférieur à celui des empreintes 231, 232. La butée 233b est constituée par la paroi courbe d'une protubérence 234 dont la partie antérieure est pourvue d'un trou 235 destiné à l'éventuelle mise en place d'une rotule non représentée. Le fonctionnement est le suivant: En position debout comme illustré en fig. 3, les condyles 15 et 16 de la pièce fémorale 1 sont en contact avec les empreintes 231 et 232 du plateau tibial 2. On observe que le dessus de la protubérence 234 n'est The wing 12 of the latter is provided on its outer face with a third central condyle 18. The layer 23 of the tibial plateau 2 is provided in its median part located between the two imprints 231 and 232 with a ramp 233 which includes all firstly a horizontal track 233a (FIG. 3) extending towards the anterior end of said plate by a curved stop 233b which stands opposite the tibia 4. This track is at a level lower than that of the imprints 231, 232. The stop 233b is constituted by the curved wall of a protuberance 234, the front part of which is provided with a hole 235 intended for the possible fitting of a ball joint not shown. The operation is as follows: In the standing position as illustrated in fig. 3, the condyles 15 and 16 of the femoral part 1 are in contact with the impressions 231 and 232 of the tibial plateau 2. It is observed that the top of the protuberance 234 is

pas en contact avec la facette 16 de la pièce fémorale 1. not in contact with the facet 16 of the femoral part 1.

Lors d'une flexion de faible amplitude, la rotation relative de la pièce fémorale et du plateau tibial s'effectue de manière que la protubérence 234 se déplace librement dans la gorge 17. A partir d'une flexion de plus grande importance, soit à partir d'environ 60 , le troisième condyle 18 vient en contact contre la butée 233b (fig. 4). L'action de celle-ci contre la came que constitue le troisième condyle 18 entraîne un report en arrière du centre de rotation du genou pour obtenir une bonne flexion, tandis que ce contact évite toute luxation antérieure du genou (fig. 4). Si le mouvement de flexion se prolonge au-delà de 60 (fig. 5), le troisième condyle continue à coopérer avec la butée courbe During a flexion of small amplitude, the relative rotation of the femoral part and of the tibial plate is carried out so that the protuberance 234 moves freely in the groove 17. From a flexion of greater importance, that is to say at from around 60, the third condyle 18 comes into contact against the stop 233b (fig. 4). The action of the latter against the cam that constitutes the third condyle 18 causes a postponement of the center of rotation of the knee to obtain good flexion, while this contact avoids any anterior dislocation of the knee (fig. 4). If the flexion movement extends beyond 60 (fig. 5), the third condyle continues to cooperate with the curved stop

133b pour produire les mêmes effets que ceux indiqués plus haut. 133b to produce the same effects as those indicated above.

L'asymétrie des condyles 14 et 15 (fig. 6) permet un certain degr6 de rotation au cours de la flexion assurant un fonctionnement plus logique et un jeu ligamentaire périph6rique plus proche de celui d'un The asymmetry of the condyles 14 and 15 (fig. 6) allows a certain degree of rotation during flexion ensuring a more logical functioning and a peripheral ligament play closer to that of a

genou normal.normal knee.

Du fait que le point de contact du troisième condyle 18 contre la but6e courbe 233b se trouve à une faible distance du plateau tibial sur toute la-course de contact de ces deux éléments, on diminue au maximum les contraintes transmises au tibia. Autrement dit, le bras de levier Because the contact point of the third condyle 18 against the curved stop 233b is located a short distance from the tibial plateau over the entire contact stroke of these two elements, the stresses transmitted to the tibia are reduced as much as possible. In other words, the lever arm

agissant sur le système est très court. acting on the system is very short.

- On a ainsi réalis6 une prothèse totale du genou qui permet d'améliorer l'amplitude de flexion du genou sans risque de dislocation, d'obtenir un meilleur résultat fonctionnel par l'amélioration de l'efficacité du - A total knee prosthesis has thus been produced which makes it possible to improve the amplitude of flexion of the knee without risk of dislocation, to obtain a better functional result by improving the efficiency of the

système quadricipital et enfin de diminuer les contraintes sur l'articu- quadricipital system and finally to reduce the stresses on the articu-

lation fémoro-patellaire qui n'a plus en charge de lutter contre le tiroir postérieur du tibia au cours de la flexion. femoro-patellar lation which is no longer responsible for fighting against the posterior drawer of the tibia during flexion.

Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a It should also be understood that the above description has not

été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention from which one would not depart by replacing the

détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. execution details described by all other equivalents.

Claims

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Total knee prosthesis of the genus comprising a femoral piece (1) provided with two asymmetrical condyles (14, 15) one external, one internal, and a tibial plateau (2) provided with imprints suitable for receiving said condyles, characterized in that the two condyles (14, 15) are separated by a groove (17) with a flat bottom (16) and of concave section which is followed by a third central condyle (18) disposed between the posterior parts of said condyles (14, 15 ), the tibial plateau (2-) comprising between the cavities (231, 232) a ramp (233) comprising a horizontal track (233a) located below the level of the cavities (231, 232) and a curved stop (233b) with which the third condyle comes to cooperate after a free flexion, on the one hand to avoid the posterior dislocation of the knee and on the other hand to postpone the

knee rotation center.

2. Prosthesis according to claim 1, characterized in that the third condyle (18) comes into contact with the curved stop (233b) at

from a free bending angle of around 600.

3. Prosthesis according to claim 1, characterized in that the point of contact of the third condyle (18) against the curved abutment (233b) is located a short distance from the tibial plateau over the entire contact stroke of these two elements. so as to minimize the

constraints on said tibial plateau.